空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)在復(fù)雜的生理、病理?xiàng)l件（直接切片還是有設(shè)計(jì)地切片？）下研究不同位置區(qū)域細(xì)胞的異質(zhì)性，特別是針對(duì)腫瘤和干細(xì)胞生物學(xué)，發(fā)掘具有獨(dú)特分子特征的細(xì)胞群落，研究其對(duì)信號(hào)、藥物和外界刺激的響應(yīng)差異，闡釋疾病發(fā)生的不同階段和狀態(tài)，細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與環(huán)境的相互作用，離不開保留空間位置信息的高通量分析方法?？臻g轉(zhuǎn)錄組學(xué)的多種方法有望獲得任何組織坐標(biāo)的（單）細(xì)胞基因表達(dá)的圖譜。與系統(tǒng)生物學(xué)之前的其他革命一樣，我們期待生物理論框架也會(huì)同時(shí)發(fā)展，以整合這些測(cè)量和識(shí)別的數(shù)據(jù)。
雖然目前空間轉(zhuǎn)錄組比較火，但是我們還是提倡理性花錢，避免盲目跟風(fēng)，所以我們不禁要問：
什么樣的組織適合做空間轉(zhuǎn)錄組？ 同一組織內(nèi)，哪個(gè)部位適合取出來做切片？
這是個(gè)值得思考的問題。對(duì)吧？
先來看看商業(yè)化平臺(tái)的Visium目前做的優(yōu)化，也就是這個(gè)列表里面的組織做visium的成功率會(huì)很高。
這個(gè)說的是技術(shù)可達(dá)性，只是從最外圍回答了本文的問題，沒有觸及問題的核心：我們?yōu)槭裁匆隹臻g轉(zhuǎn)錄組？
回答這個(gè)問題肯定是我們要研究的對(duì)象，可以提出空間異質(zhì)性的問題，如腫瘤的癌旁和癌組織，如果能切到這個(gè)斷面，研究起來應(yīng)是很有意義的。那么，什么沒有空間異質(zhì)性呢？最直接的就是人體流動(dòng)的組織如血液和骨髓，這并不是說完全沒有異質(zhì)性，而是不那么強(qiáng)，在技術(shù)上也還很困難。
空間異質(zhì)性其實(shí)和采樣單元有關(guān)的，如果以厘米為單位那大部分組織都能看到異質(zhì)性，這個(gè)也受制于切片的大小，如果切片很小，在那個(gè)尺度上就看不出來異質(zhì)性了，而是比較均一，那還做什么？
第三點(diǎn)是組織成像。目前一般用HE或熒光染色，有的組織很容易染色，有的組織染完色則是完全糊掉了，所以成像也是原因之一。另外，成像之后我們就可以根據(jù)顯微鏡看到切片的顏色文理來判斷其有沒有空間異質(zhì)性，顏色均一的一般異質(zhì)性沒有深淺交替的那么強(qiáng)。
下面舉兩個(gè)例子，意在示范一下如何選取做空間轉(zhuǎn)錄組的組織切片。
第一個(gè)例子當(dāng)然是小鼠大腦，一張切片幾乎就是腦組織的一個(gè)橫斷面了，自然是可以的。我們這里略了。
- 1 腸道
圖示小腸隱窩-絨毛單位（crypt-villus unit）。每個(gè)隱窩形成一個(gè)保護(hù)良好的成體干細(xì)胞龕，位于隱窩底部的干細(xì)胞，與支持的Paneth細(xì)胞混雜在一起，不斷增殖產(chǎn)生祖細(xì)胞，稱為“過渡擴(kuò)增細(xì)胞”。這些細(xì)胞在繼續(xù)分裂時(shí)向上遷移，產(chǎn)生不斷分化的分泌型杯狀細(xì)胞和滋養(yǎng)絨毛的營(yíng)養(yǎng)吸收型腸細(xì)胞。
- 到達(dá)絨毛頂端的“老”腸上皮細(xì)胞與“年輕”腸上皮細(xì)胞在功能上是否不同?
- 腸上皮細(xì)胞是能同樣有效地吸收各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的“通才”呢，還是有更適合吸收碳水化合物、脂類或氨基酸的亞特化型腸上皮細(xì)胞?（代謝異質(zhì)性）
- 如果這樣的亞特化腸上皮細(xì)胞存在，它們是否從干細(xì)胞中分層分化，并以穩(wěn)定的方式維持它們的命運(yùn)?
- 2 肝臟
肝臟協(xié)調(diào)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和外來生物的合成代謝和分解代謝，它由血流極化的六邊形小葉組成。血液起源于小葉角處的門靜脈三聯(lián)，流向引流的中央靜脈。每個(gè)門靜脈三聯(lián)征由肝動(dòng)脈(紅色)、門靜脈(藍(lán)色)和膽管(綠色)組成，前者負(fù)責(zé)輸送含氧血液，后者負(fù)責(zé)從胃腸道輸送營(yíng)養(yǎng)豐富的血液。灰色箭頭表示流動(dòng)方向，黃色箭頭表示肝細(xì)胞與血液物質(zhì)的交換，綠色箭頭表示膽汁小管。各種代謝任務(wù)在中央靜脈和門靜脈之間的特殊小葉層空間分布，這個(gè)組織被稱為“肝臟分區(qū)”。
- 每個(gè)肝功能沿橈骨小葉軸的位置有什么變化?
- 支配這種空間分工的最優(yōu)原則是什么?
- 是否存在空間分布的代謝周期，其中途徑中間體在細(xì)胞之間轉(zhuǎn)移?
肝臟的空間解析轉(zhuǎn)錄組學(xué)可以促進(jìn)對(duì)這一基本器官的詳細(xì)了解。
可見，空間組學(xué)面向的是空間異質(zhì)性，在展開這樣的題目之前對(duì)我們的組織類型，切片選取做以上思考是必要的：我們想用空間轉(zhuǎn)錄組解決什么問題？
Spatial transcriptomics: paving the way for tissue-level systems biology
https://support.10xgenomics.com/spatial-gene-expression/tissue-optimization/doc/specifications-visium-spatial-gene-expression-optimized-tissues
彭廣敦教授：空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究領(lǐng)域的新方向
https://assets.ctfassets.net/an68im79xiti/3GGIfH3RWpd1bFVha1pexR/8baa08d9007157592b65b2cdc7130990/CG000239_VisiumSpatialGeneExpression_UserGuide_RevD.pdf
